一种智能机械设计用夹具

本发明涉及一种夹具，特别是一种智能机械设计用夹具。

背景技术：

传统机械手爪夹具主要为三爪或多爪的手爪形，或开合式的板状爪状结构，适合抓握板类或规则物体，而不能夹持不规则件，如果需要夹持不规则件则需要专用手爪来抓取，不能做到普适性，如葫芦状件、弯曲件、直径渐变件、不规则件等在抓取时均需要不同的专用手爪才能完成动作，且在抓取过程中需要保持夹持件不会产生晃动并防止掉落，在频繁更换抓取件的场合下不能完成任务或需要多组机器人来配合才能完成，同时在抓取工件过程中位于手爪中间部位为平面结构，除规则件为面接触情况外，不规则件多为单点接触或线接触，不能很好的起到定位的作用，导致夹持部件稳定性较差。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种智能机械设计用夹具，不仅解决了在夹持部件时的不规则件不易夹持的问题，同时还能在不规则件与规则件之间进行切换，还能定位在特定的夹持角度来适配批量的不规则件，并且还可以在夹持过程中进行辅助夹紧动作，保证了夹持的稳定性。

其解决的技术方案是，包括连接法兰，其特征在于，连接法兰上端固定连接有方形框架，方形框架上端左右两侧分别转动连接有多个手爪，各个手爪下端均固定连接有定位杆，方形框架上端左右两侧分别转动连接有定位架，定位架内设有多个定位装置，各个定位杆下端均固定连接有定位齿，各个定位齿均伸入到定位架内，位于定位架内侧与定位齿之间设有弹性复位杆，定位架内各个定位装置位置分别与相应的定位齿位置相对应，所述定位装置包括形状为弧形的定位板，定位板与定位架之间经多个弹性伸缩杆竖向滑动连接，各个定位板分别经按压装置进行按压动作的控制，各个定位板内侧面上与定位齿位置相对应处分别固定连接有与定位齿相配合的配合齿，方形框架下端转动连接有横向布置的螺纹轴，方形框架下端面上横向滑动连接有位于两定位架下方的推动块，两推动块经转动连接在方形架上的螺纹轴进行驱动并进行同步的靠近与远离动作，两推动块与相对侧的定位架之间分别经连接杆进行连接。

作为优选，还包括位于方形框架上端面上的辅助夹持装置，所述辅助夹持装置包括转动连接在方形框架上端面上的多个辅助夹片，各个辅助夹片下端均向下伸出到方形框架内，方形框架内固定连接有横向滑动杆，横向滑动杆左右两端分别滑动连接连接有辅助推动板，辅助推动板上与相对应的辅助夹片之间分别经连接弹簧进行连接，辅助推动板与方形框架之间的横向滑动杆上套设有复位弹簧，各个推动块上端固定连接有用于推动辅助推动板进行动作的挡块。

作为优选，所述按压装置包括固定连接在定位架外侧且与各个定位装置位置相对应处的限位件，定位架上的多个限位件内纵向滑动连接有一动作板，动作板上与各个定位装置位置相对应处分别开设有斜向布置的导向槽口，各个定位装置外表面与导向槽口位置相对应处分别固定连接有导向块，各个动作板分别经固定连接在定位架上的动作电机进行驱动。

作为优选，所述手爪包括纵向转动连接在方形框架左右两端的转动环，转动环上端固定连接有夹持杆，转动环下端与定位杆之间固定连接。

作为优选，位于方形框架左右两端的多个手爪分别交错布置。

作为优选，所述定位架包括弧形架体，弧形架体前后两端分别固定连接有连接板，连接板伸出端分别转动连接在方形框架上，弧形架体弧度圆心与连接板转动连接在方形框架部位相同，弧形架体外侧与各个夹爪位置相对应出分别设有定位装置，各个定位装置外侧的弧形架体上分别固定连接有按压装置。

作为优选，所述定位板弧度与弧形架体外轮廓相配合，配合齿位于定位板内侧面且与定位齿之间相配合。

作为优选，所述弹性复位杆包括固定连接在定位板内侧的定位套，定位套内横向滑动连接有复位杆体，复位杆体向外伸出且伸出端固定连接有挡片，各个挡片与定位套之间的复位杆体上套设有回位弹簧。

作为优选，所述辅助夹片包括辅助转动杆，辅助转动杆上转动连接有多个分别位于左右两侧且交错布置的夹片，各个夹片下端均向下伸出辅助推动片，辅助推动片与相应的辅助推动杆之间经连接弹簧进行连接。

作为优选，所述定位装置在按压装置复位后在弹性伸缩杆作用下同样进行复位。

本发明有益效果是：1.能够对不同的形状的零部件来进行夹持；

2.能够在夹持过程中自动的适应零件形状；

3.能够在夹持规则形状零件与不规则形状零件之间切换；

4.能够对夹持件进行辅助夹紧；

5.能够在批量夹持相同规格零部件过程中进行夹持特定结构的零部件。

附图说明

图1为本发明整体示意图。

图2为本发明整体示意图第二视角。

图3为本发明夹爪动作原理图。

图4为本发明夹爪动作原理图第二视角。

图5为本发明夹爪结构示意图。

图6为本发明夹爪结构示意图局部放大图。

图7为本发明定位装置拆解示意图。

图8为本发明定位装置拆解示意图中局部放大图。

图9为本发明定位装置拆解示意图第二视角。

图10为本发明定位装置拆解示意图第二视角中局部放大图。

图11为本发明辅助夹持装置示意图。

图12为本发明辅助夹持装置示意图第二视角。

图13为本发明辅助夹持装置示意图第二视角局部放大图。

图14为本发明辅助夹持装置剖视图。

附图标记

1.连接法兰，2.方形框架，3.手爪，4.定位杆，5.定位架，6.定位齿，7.弹性复位杆，8.定位板，9.弹性伸缩杆，10.配合齿，11.螺纹轴，12.推动块，13.连接杆，14.辅助夹片，15.横向滑动杆，16.辅助推动板，17.连接弹簧，18.复位弹簧，19.挡块，20.限位件，21.动作板，22.导向槽口，23.导向块，24.动作电机，25.转动环，26.夹持杆，27.弧形架体，28.连接板，29.定位套，30.复位杆体，31.挡片，32.回位弹簧，33.辅助转动杆，34.夹片，35.辅助推动片。

具体实施方式

以下结合附图1-14对本发明的具体实施方式做出进一步详细说明。

该实施例在使用时，先通过连接法兰1将夹具与机械臂之间进行连接，在通过连接法兰1将夹具进行连接完成后，先进行调节方形框架2的朝向，然后设定夹具行走路径，设定好在夹具行走到何处时进行夹紧动作，在初始状态时，各个手爪3伸出端与方形框架2之间夹角为九十度垂直方向布置，位于方形框架2下端滑动连接的两个推动块12分别位于两侧，各个手爪3的下端的定位杆4分别向下伸出且位于相对应的定位架5内，此时定位装置与各个手爪3下端的定位齿6之间为分离状态，此时控制定位装置进行动作的按压装置处于未动作状态，定位装置未对定位齿6进行定位，此时各个定位齿6分别位于相对应的定位架5的一端且被各个相对应的弹性复位杆7进行支撑，使得各个定位齿6均位于定位架5内弹性复位杆7伸出端的一侧。

在夹具行走到设定位置后控制螺纹轴11的驱动电机开始进行转动，在螺纹轴11进行转动过程中，由于两推动块12分别转动连接在螺纹轴11的两端且分别与螺纹轴11之间螺纹配合，同时两推动块12与螺纹轴11之间的螺纹配合为相反方向，此时在螺纹轴11进行转动过程中使得两推动块12分别向两侧进行同步的分离或靠近动作，此时在螺纹轴11进行正转，则相对应的两推动块12则进行相对的靠近动作，由于两推动块12与相对侧的定位架5之间通过多个连接杆13进行连接，此时由于两推动块12做相对靠近运动，则通过连接杆13推动相应的定位架5沿着与方形框体之间转动连接部位进行转动，此时定位架5在转动过程中会通过各个弹性复位杆7推动各个手爪3下端进行转动，手爪3在转动过程中由于各个手爪3下端随着定位架5向方形框体外侧进行转动，各个手爪3的上端均朝向方形框体内侧进行靠近，此时各个手爪3在向方形框体上端内侧进行靠近过程中会对位于手爪3内侧空间中的夹持物体进行靠近，在各个手爪3继续运动过程中若手爪3在触碰到夹持物后会停止转动，但是此时触碰到夹持物的手爪3停止运动后，定位架5整体并不会停止运动，在定位架5继续运动过程中接触到夹持物的手爪3下端连接的弹性复位件会被压缩，但是不会影响其余手爪3的动作，在定位架5继续运动过程中，直到所有的手爪3均触碰到弹性复位件并使得弹性复位件压缩到设定值，或者其中一个手爪3对应的弹性复位件被压缩到极限位置时停止，此时控制按压装置进行动作，使得各个定位装置对各个手爪3进行定位，在对各个手爪3定位完成后，此时各个手爪3会对待夹持件保持全方位的贴合，然后控制螺纹杆根据情况选择直接对夹持件进行运输，或是在需要夹持力更大或夹持更紧的情况下，此时控制螺纹杆继续转动半圈或相应角度的圈数，使得各个手爪3会继续同步夹紧相应的力度，使得夹持更加紧密，完成夹持后控制机械臂进行动作即可对夹持件进行后续操作。

此时由于夹持件与各个手爪3之间为多点进行接触并夹持，而夹持件与方形框架2上端面之间还是为点接触或线接触，若夹持件为规则件且为平面与方形框体之间接触则不需要使用辅助夹持装置，若夹持件为不规则物体，此时需要通过辅助夹持装置来对夹持件起到辅助支撑的作用，来起到对夹持件更好的定位，在两推动块12向内运动到设定位置并触碰到相应的辅助推动板16时，此时辅助支撑板会通过弹簧推动相应的辅助夹片14进行转动，辅助推动板16在向内进行靠近运动过程中会压缩复位弹簧18，同时会通过连接弹簧17将辅助夹片14进行推动，此时若夹持件与方形框体上端面之间为存在接触点并起到对夹持件的支撑作用，则该点接触的辅助夹片14不会被顶起，而此时没有与夹持件接触的辅助夹片14会被连接弹簧17进行推动并与夹持件之间接触，在夹持完成后并复位过程中，推动块12在螺纹杆反转时复位，同时此时通过控制按压装置复位与否可以控制在下次夹紧时，各个手爪3的姿态是进行恢复原位还是会保持该种夹持件相对应的形状，方便批量夹持该种夹持件，在辅助推动板16复位过程中，辅助推动板16会在复位弹簧18与连接弹簧17的双重作用力下进行复位，然后等待下次的辅助推动板16被推动时继续进行辅助夹持动作。

需要按压装置动作时，动作电机24开始转动，动作电机24转动会通过螺纹连接控制动作板21进行伸出，由于动作板21仅能在限位件20的作用下进行横向方位的移动，同时动作板21上与各个定位装置均通过导向槽口22与导向块23接触，在动作板21伸出过程中，动作板21上的导向槽口22会按压各个导向块23进行按压动作，由于各个定位装置在导向块23被按压后会使得各个定位装置与定位齿6之间进行接触并定位，而在动作板21进行复位后会使得各个定位装置在自身弹力作用下进行复位。

位于方形框左右两侧上的各个手爪3之间分别交错布置可以更好的保证夹持部位的多点接触，同时不会使得各个手爪3之间相互影响。

定位架5与放方形框体转动连接部位即是弧形架体27弧度圆形所在，这样可以保证在各个夹爪在转动过程中不会触碰到定位架5本身，同时不会对夹爪在非定位时造成摩擦。

弹性复位杆7端部的挡片31与定位杆4下端之间为线接触，同时在定位杆4进行动作时会压缩相应的回位弹簧32，回位弹簧32的弹力需要保证卡爪在非接触到夹持件时始终位于回位弹簧32初始的展开状态，而在卡爪与夹持件进行接触时回位弹簧32始终保持对夹持件进行支撑。